我想知道的是从头开始编程而不需要任何操作系统和类似的东西。
我知道Windows和Mac以及几乎任何东西，甚至DOS都是用C，C ++ Pascal等编写的，所以我想我应该知道其中一种语言，但为此我需要一个程序，我可以编写代码，还有编译它但没有操作系统和程序如何才能完成？他们怎么能这样做？
但这还不够，C怎么写的？在什么？因此，当我的意思是划痕时，我的意思是，从基础构建一切。也许来自0,1,0,1我现在认为这是确切的起点。但我怎么能这样做，我应该拥有什么以及我应该从哪里开始呢？
感谢您的每一个答案！
答案 0 :(得分：16)
Noam Nisan和Shimon Schocken有一本名为The Elements of Computing Systems: Building a Modern Computer from First Principles的伟大的教科书，作为作者所教授的大学课程的基础，名为计算机构建工作坊 - 来自通过12个步骤{/ 1}}向俄罗斯方块提供。本课程也以其他名称在其他大学讲授。
YouTube上有10 minute introduction，Google视频上有1 hour Google TechTalk，作者本人也是。
官方配套网站为http://nand2tetris.org/
不要让“计算机构造”这个标题欺骗你。通过“计算机”，作者不仅仅意味着桌面上的矩形塑料盒，而是指整个计算系统，从单个逻辑门到最高级别的应用程序编程。
这本书/课程教你
答案 1 :(得分：10)
您可以获取微控制器原型开发板，例如Arduino，Beagleboard或MPLAB PIC board，然后创建一个machine monitor program，可以加载并执行user space中的其他程序3}}。
您可以使用C语言或其各自的instruction sets编程这些微控制器。
Hook up an LCD display到那个MCU板，你有一台显示器。 Hook up a keyboard and mouse它和你有控制权。 （您甚至可以编写自己的trap handlers来写入LCD并从键盘和鼠标读取输入，以了解中断和异常如何在低电平工作。如果您想降低，则必须查看MCU引脚 - 中断控制线和时序图的输出。）
瞧！你从头开始设计自己的电脑了！
要回答关于C的问题，第一种编程语言的编译器是用assembly编写的，汇编编译器是用machine code编写的。
答案 2 :(得分：8)
你所说的曾经被称为'监视'程序。你可以在osdev.org上获得一些有趣的信息，然后看看colorforth。
[afterthought] google Rick Hohensee在comp.lang.forth上的演出也是。
[后来很久以后]要真正了解基础知识，获得一个插入式电路面包板，一些旧的EPROM，一个5VDC电源和一个25VDC电源（24应该工作，它更常见）。在地址和数据线上使用上拉或下拉电阻，并切换为地址和数据线供电或供电。使用开关逐步执行地址，并在数据总线上输入数据作为1和0，使用25V的脉冲对每个数据进行编程。我从来没有真正手动完成这个，但我曾经写过一个程序（http://jc.unternet.net/hacks/?1994-01-01-01）从Centronics端口执行此操作，并烧毁了几个程序办法。这是在英特尔向您发送所有处理器和辅助芯片的免费书籍的那一天，包括详细的指令集和时间。完成后，将处理器连接到EPROM，给它一点果汁，并观察会发生什么。在开始尝试集成键盘和显示器之前，可能会先选择一些LED或其他东西。
答案 3 :(得分：4)
您所描述的问题最常被称为bootstrapping（及其与chicken and egg problem的关系）。这个特定链接适用于编译器，但是在许多方面存在同样的问题 - 硬件，操作系统等，具有类似的解决方案。
答案 4 :(得分：4)
从基础开始是1和0。您需要知道处理器支持的指令以及存在的寄存器和缓存等。然后在机器代码中编写一个小的汇编程序编译器（用于可读1和0）会很方便。如果你有这个，你可以为一个简单的高级语言编写第一个真正的编译器，依此类推（每个使用较低级别的“语言”构建）。但是，您应该知道，创建一个简单的操作系统可能需要多年的规划，甚至需要更多的时间来开发，调试等等（在您甚至可以想到在屏幕上看到有用的东西之前）。并且该操作系统将无法在除您之外的任何其他处理器上运行。然后，您需要驱动程序等每一位硬件。从这里开始有很多步骤。从1和0开始并不是很有意义，因为很长一段时间你都不会看到它的任何内容。只需不要。
答案 5 :(得分：3)
大多数C编译器都可以发出不是为在操作系统上下文中运行的代码（例如，参见memtest86+代码库），但这会严重限制任何编译器提供的功能集。 （特别是，你不会得到malloc）。
答案 6 :(得分：3)
在大多数现代PC风格的计算机上，你不可能做得非常方便，但有许多便宜的（低于100美元，甚至低于50美元）的套件可用于编程更小的单片微处理器。一个典型的micro将有几十个引脚，可以在程序控制下驱动为高电平和低电平，还有处理器，一些RAM（通常为256字节-8K左右），以及一些代码闪存（通常为8K-128K左右） ）。开发套件通常具有处理器，其中一些引脚连接到LED或LCD显示器，并且其他电线连接到几个按钮。电路板还将包括电路，以便您可以在PC上开发软件，连接USB电缆，并将代码传输到芯片中。
嵌入式编程很有趣。给出了一些“老派”编程的感觉，以及一些新的现代便利设施。
答案 7 :(得分：2)
我建议你自己试一下小型微控制器系统。 TI推出基于MSP430的小型系统，价格为20美元。 您不需要编译器或操作系统来在此系统上运行代码。事实上，只有128字节的RAM，将操作系统放到它上面是一个挑战。
如果您真的想从头开始，那么您可以在一张纸上用汇编代码写下您的程序，然后手动将其翻译成机器代码。然后在十六进制编辑器中输入机器代码以获得零和零。这真的是把它带到极端，你不会从手工编写机器代码中学到任何东西。但是，用汇编代码编写程序会教你很多东西。
你需要一个工具来将你的程序放入闪存中以便cpu能够执行它，但是一旦编程了闪存，就没有工具，操作系统或类似的东西。
答案 8 :(得分：2)
我无法告诉您有关硬件的信息，但如果您想构建自己的操作系统，则可以这样做。这是很多工作，但非常有益。 jcomeau_itcx已经提到过osdev.org。还有alt.os.development新闻组，虽然它在过去几年中一直非常安静 - 但如果你能找到它，请查看档案。
听起来你并没有因为“不要这样做”而被推迟！警告......那很好:-)你可以在几天内了解引导扇区并编写自己的引导扇区，然后你会在屏幕上看到一些东西并知道你正在路上。
许多人建议您不要编写自己的引导扇区，因为它不是操作系统的严格组成部分。他们建议您使用GRUB或类似方式启动。我不同意，部分是因为我想了解计算机是如何启动的，但部分是因为我发现编写自己的启动扇区比找出如何使用GRUB更容易！
C是编写操作系统的最佳语言，因为它的高级别足以使您高效，但低级别足以让您直接在处理器上工作。许多人使用gcc，但你也可以使用Visual C ++或其他任何东西（但是用C语言编译，而不是用C ++编译，你需要一个支持内联汇编程序的编译器，并且可以生成没有prolog / epilog的函数。）你可以编写你的代码您的常规PC然后在虚拟机中运行它 - 我更喜欢bochs，因为它有一个内置的调试器，但还有其他的。
开始使用操作系统的一些提示（在整理了引导扇区之后）...英特尔IA32是最容易获得的处理器（因为它几乎在每台PC上）并且大多数操作系统都不喜欢它，所以你可以得到更多关于它的建议而不是其他平台。我不知道他们是否会这样做，但英特尔给我发了他们的IA32软件开发人员手册的硬拷贝 - 免费，但非常宝贵。你可以在真实模式下工作（16位，段，应用程序之间没有保护......想想Windows 3.1）但我认为值得努力进入32位保护模式（相当棘手）并且更加现代化。虚拟内存（分页）是可选的，但我这样做是因为我编写操作系统的最初动机是了解32位保护模式如何在应用程序之间提供保护。
这将是一段漫长的旅程。我在2004年开始运行我的操作系统，在晚上工作，但后来我在2006年创业并且从那以后没有任何时间。所以离完成还有很长的路要走！
如果你很好奇，那就去做吧。你真的很喜欢它。如果你不这样做，你可以停下来。
答案 9 :(得分：1)
AFAIK，现代计算机中没有任何描述。如今，您将始终遇到各种操作系统，引导，甚至可能在您和硬件之间进行虚拟化。
如果您真的想了解编程的深层秘诀以及应用程序如何在硬件上运行，我建议您参加操作系统课程或阅读它们的工作原理。例如，Andy Tanenbaum书中的操作系统设计和实现可能就是一张票。
答案 10 :(得分：1)
如果您想了解硬件，请尝试检查PIC和AVR等微控制器。我最近有机会使用其中一些平台，你编写的代码（在C或汇编程序中）实际上是在裸机上运行。
当然，这只意味着你必须自己实现一些核心OS服务，比如用于处理输入的中断例程。其中大部分可用作示例代码，但仍然足够小，可以阅读和理解整个系统。
就计算机考古而言，尝试在离你最近的大学学习数字电路，计算机体系结构和编译技术的基础课程。这满足了我的好奇心，以及我需要用原始二进制操作码编写程序:-)
答案 11 :(得分：0)
您可以在没有操作系统（OS）的情况下进行编程，但操作系统可以为您提供繁重的工作。例如，使用C（你想知道），魔术不是语言本身，而是编译器。基本上它的作用是这样的：
C源代码 - ＆gt;非优化 中间代码 - ＆gt;优化 中间代码 - ＆gt;机器代码
现在，机器代码进入操作系统，操作系统本身使用它自己的Kernel将该机器代码翻译成二进制形式，这样硬件本身就可以理解你想要做什么。
所以基本上在你编写一个没有操作系统的程序之前，你需要为你的机器创建自己的编译器和内核来运行它。
答案 12 :(得分：0)
我用几年前设计和拼凑的计算机开始了一个操作系统的开始（我认为大概是1985年左右）。这很有趣，你学到了很多东西。你的项目取得了很大的成功！
人们一直在为您提供有关可用于开发操作系统的平台的答案，其硬件种类很多。你将不得不花费一点$$。假设您可以访问计算机，您可以考虑使用QEMU或Oracle的Vbox等虚拟计算机并为此开发操作系统。如果你有一个mac，我真的很喜欢Q，因为界面使虚拟计算机看起来像一个。我认为这里的其他帖子可能提到了osdev.org。这是一个很好的地方，可以从其他DIY玩家那里获得创意，并获得一些帮助。取得好成绩。
CHEERS